基于新型手動液壓叉車的設(shè)計含7張CAD圖

基于新型手動液壓叉車的設(shè)計含7張CAD圖,基于,新型,手動液壓,叉車,設(shè)計,cad 摘 要: 由于工業(yè)的需要，近年來國內(nèi)對手動液壓叉車的需求量逐年增加，本論文本著節(jié)省材料、成本低廉、安全簡易、效率高的原則，立足于對液壓叉車的性能作出優(yōu)化設(shè)計。首先分析了手動液壓叉車的結(jié)構(gòu)特點及應用范圍，完成了對手動液壓叉車的結(jié)構(gòu)造型設(shè)計，確定了叉車設(shè)計的重要設(shè)計數(shù)據(jù)，根據(jù)叉車的不同工作需求，設(shè)計出叉車的車身長度及跨度、貨叉的大小與貨物的起升高度，保證叉車從最低位移至最高位的工作要求，并提升對貨物的載重量。同時對叉車的傳動方案做出選擇，提高叉車的經(jīng)濟性及安全可靠性。 關(guān)鍵詞：叉車 起升 搬運 I Abstract: Due to the needs of industry, the demand for manual hydraulic forklifts has increased year by year in recent years. Based on the principle of saving materials, low cost, safe and simple, and high efficiency, this paper is based on the optimization design of the performance of hydraulic forklifts. Firstly, the structural characteristics and application range of the manual hydraulic forklift are analyzed. The structural design of the manual hydraulic forklift is completed. The important design data of the forklift design is determined. According to the different working requirements of the forklift, the length and span of the forklift are designed. The size of the fork and the lifting height of the cargo ensure the forklift's working requirements from the lowest displacement to the highest position and increase the load on the cargo. At the same time, the choice of the transmission scheme of the forklift is made to improve the economy, safety and reliability of the forklift. Keywords: Forklift Hoist Transport II 目 錄 1前言 1 1.1課題的研究目的 1 1.2手動液壓叉車的簡介 1 1.3叉車國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 2 1.4研究內(nèi)容 2 2手動液壓叉車的介紹 4 2.1叉車主要結(jié)構(gòu) 4 2.2液壓叉車參數(shù)表 4 2.3叉車受力分析 5 2.4 叉車主要特點 6 2.5叉車設(shè)計難點 6 3動力系統(tǒng)設(shè)計 7 3.1液壓系統(tǒng)原理分析 7 3.2 液壓缸計算 8 3.2.1大液壓缸內(nèi)缸壁直徑D1與壁厚δ的計算 8 3.2.2活塞桿直徑d的計算與校核 8 3.2.3工進時液壓缸的流量 9 3.2.4油箱容積計算 9 3.2.5小液壓缸計算 10 3.3油路設(shè)計 10 4傳動系統(tǒng)設(shè)計 12 4.1傳動方案確定 12 4.2鏈傳動敘述 13 4.3鏈條鏈輪設(shè)計 13 4.3.1鏈輪設(shè)計 13 4.3.2鏈條設(shè)計 17 4.3.3 鏈輪軸的設(shè)計校核 18 4.4鏈輪軸承選擇 21 4.4.1計算軸承的的載荷 21 4.4.2選擇軸承潤滑方式 22 5叉車外形設(shè)計 23 5.1門架設(shè)計 23 5.1.1門架簡介 23 5.1.2門架材料及尺寸選取 24 5.2 貨叉設(shè)計 24 5.2.1貨叉的簡介 24 5.2.2貨叉強度校核 25 5.2.3貨叉的剛度校核 27 結(jié)論 31 參考文獻 32 致謝 33 ii 1 前言 1.1 課題的研究目的 為了進一步增強手動液壓叉車的執(zhí)行力、加強叉車實際運行時的承載力以及叉車的起升高度，本設(shè)計研究本著節(jié)省材料、成本低廉、安全簡易、效率高的原則，立足于手動液壓叉車的設(shè)計與研制，在經(jīng)過理論的指導合理的設(shè)計出手動液壓叉車的結(jié)構(gòu)。讓叉車改變原有的只能裝卸小件貨物的弊病，擴充叉車的應用空間范圍，對手動液壓叉車進行改良。 1.2 手動液壓叉車的簡介 手動液壓叉車是一種裝卸搬運機械，主要使用的是貨叉以及千斤頂這兩種裝置［3］。因為其性價比高、噪音小、輕巧便捷，同時操作簡單、適用人群廣等優(yōu)點，廣泛應用于多種場合。同時手動液壓叉車還有一個最大的優(yōu)點就是它可以在一些需要防止爆炸和燃燒的區(qū)域進行作業(yè)，因為液壓叉車占地空間小，對于小空間的過道以及工作倉等環(huán)境也有獨特的優(yōu)勢。 手動液壓叉車的分類如下圖1.1，1.2所示： 圖1.1手動液壓搬運叉車 圖1.2手動液壓升降叉車（堆高車） 第一種為手動液壓搬運叉車，相對于其他叉車它結(jié)構(gòu)簡單易操作，體積小且容易上手，同時手動液壓搬運叉車它的手柄處設(shè)計比較人性化。另外一種是堆高車，它不僅僅具有防爆安全功效，同時操作比較靈活，安全性能也高，可以達到的高度也比搬運叉車高很多，相比于搬運叉車，它能夠應用于空間比較小的通道內(nèi)部，對高架存儲和車間作業(yè)也有獨特的優(yōu)勢。 1.3 叉車國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 如今這個物流公司和中轉(zhuǎn)倉庫迅速崛起的時代，包括中小型工廠，叉車的使用率可以說是水漲船高。在出現(xiàn)的各種各樣的叉車中手動液壓叉車憑借著噪音小以及占用空間小、操作簡單等一系列優(yōu)勢成為了室內(nèi)搬運的首選。 在國外，隨著工業(yè)的急速發(fā)展，叉車的類型也在飛速變換，主要有半電動和全電動升降車、電動牽引車等五六種叉車［15］。 而相較于國內(nèi)，由于起步較晚，市場的限制性比較大，電動液壓叉車并沒有那么普及，主要以手動液壓叉車為主。然而手動液壓叉車自身又存在很多的不足，其可承受的重量及貨物十分有限。隨著科技水平的飛速提升，電動液壓叉車來到了人們的面前，受到使用者的青睞，但手動液壓叉車并沒有因此被淘汰，在一些中小型工廠里面依然可以看到它們的身影，同時手動液壓叉車的設(shè)計也在進一步完善提升，對于其載物量小這一弊端也進行了改良［9］。如此一來，手動液壓叉車也將會有一個更加巨大的需求。 1.4 研究內(nèi)容 對手動液壓叉車內(nèi)部運行機構(gòu)進一步優(yōu)化、提升貨物載重量、對外部整體結(jié)構(gòu)設(shè)計是主要探討的內(nèi)容，將會從三個類別對其進行設(shè)計分析，第一個類別是動力系統(tǒng)的設(shè)計，第二個類別是傳動系統(tǒng)的設(shè)計，第三個類別是從大方向?qū)τ诓孳囬T的設(shè)計。如下圖1.3為所設(shè)計手動液壓叉車整體裝配圖。 圖1.3手動液壓叉車裝配圖 2 手動液壓叉車的介紹 2.1 叉車主要結(jié)構(gòu) 設(shè)計的結(jié)構(gòu)包含門架、貨叉、擋叉以及液壓和行走系統(tǒng)，具體結(jié)構(gòu)如下圖2.1—2.4所示。 圖2.1 門架 圖2.2 液壓系統(tǒng) 圖2.3 擋叉 圖2.4 貨叉 2.2 液壓叉車參數(shù)表 在查找了現(xiàn)已有的叉車型號和設(shè)計任務(wù)書的要求，制作出了液壓叉車的整體參數(shù)如表2.1： 表2.1 手動液壓叉車參數(shù)表 叉車的基本參數(shù)就依表2.1所示來設(shè)計，如有改動則記錄在備注欄內(nèi)。 2.3 叉車受力分析 圖2.5液壓叉車受力分析圖 如圖2.5所示為叉車的簡化模型，首先對它的受力分析，計算出液壓缸活塞桿所受到的力，從而得到液壓缸的內(nèi)徑大小。 按照圖2.5進行分析力的大小得到以下簡化結(jié)果： 定義： G--貨物質(zhì)量； --貨叉質(zhì)量； --左側(cè)鏈條力； --右側(cè)鏈條力； --活塞桿所受力； n --安全系數(shù)。 則 貨物質(zhì)量按最大、極限差值計算，貨叉質(zhì)量按最大計算， 則 。 2.4 叉車主要特點 通過查看了市面上已有的叉車和結(jié)合任務(wù)書上的要求，從而設(shè)計出手動液壓叉車擁有下面幾個特點： （1）手動液壓叉車的使用范圍大，提升高度大，相比一些小型物流叉車，一些工作場地只有它們能夠做到，而且成本還比電動液壓車低； （2）對工作環(huán)境要求不高，可以在很多惡劣環(huán)境下使用； （3）這款叉車的前后輪在同一平面上，后輪的設(shè)計要比前輪高很多，這樣做的原因是當叉運貨物升高時防止貨物重心前傾造成掉落的情況。 （4）這款叉車使用材料作為主體框架，并且在液壓車的每個重要的受力點都焊有加強筋，確保叉車使用過程中平穩(wěn)性。 （5）這款叉車的使用方式為人工操作，使用液壓油缸上升而帶動鏈條，從而升起貨叉叉運貨物，使用時不僅噪聲低，而且對環(huán)境不會造成污染。 2.5 叉車設(shè)計難點 依照任務(wù)書上列出的要求，在仔細研究了叉車的設(shè)計流程后，手動液壓叉車在設(shè)計過程中存在以下幾個難題： （1） 為了讓液壓車可以在預定值內(nèi)升起貨物，叉車的設(shè)計方案將怎么確定并且液壓系統(tǒng)中的液壓缸的參數(shù)怎么選擇； （2） 液壓系統(tǒng)與貨叉的連接選擇哪種傳動方式； （3） 液壓系統(tǒng)怎么工作，手壓把手如何與液壓泵機械連接； （4） 還有叉車擋貨叉的設(shè)計方案的確定、叉車門架布置方式和輔助系統(tǒng)設(shè)計方案的確定等。 對手動液壓叉車的設(shè)計過程將會圍繞以上幾個難點來分析。 3 動力系統(tǒng)設(shè)計 3.1 液壓系統(tǒng)原理分析 圖3.1 液壓系統(tǒng)原理圖 圖中：1.杠桿手柄 2.小缸體 3.小活塞 4、7.單向閥 5、6、10.油管 8.大活塞 9.大缸體 11.截止閥 12.油箱 此設(shè)計采用如圖3.1所示的活塞式液壓缸液壓系統(tǒng)，當手柄1往下壓活塞3時，液壓油通過油管6、單向閥7流向大缸體9，將活塞8向上頂起，重物相應的往上提升；當手柄1往上提升時，由于大氣壓的作用，單向閥7關(guān)閉，單向閥4開啟，大氣壓將油箱12里的液壓油壓入小缸體2中供使用；工作完畢后，將截止閥11打開，液壓油通過油管11流入油箱里，活塞8由于重力作用下降至最低點。 因為設(shè)計的液壓叉車體積較小，所以考慮把油箱與大液壓缸集成到一起，建模如圖3.2所示： 圖3.2 大液壓缸局部剖視圖 圖中：1.外缸壁 2.油箱 3.內(nèi)缸壁 4.活塞總成 3.2 液壓缸計算 設(shè)計的最大負載和選取的工作壓力決定了液壓缸內(nèi)缸徑D1和活塞缸直徑d的計算。計算公式參考《液壓與氣動技術(shù)》。 3.2.1 大液壓缸內(nèi)缸壁直徑與壁厚δ的計算 (3.1) 式中： P--工作壓力，A--液壓缸內(nèi)缸壁橫截面面積。 由上文知道最大工作負載，為使液壓缸結(jié)構(gòu)較小，取液壓系統(tǒng)的設(shè)計壓力應盡量的高，初取設(shè)計壓力為。 則 按國際標準取標準值 機械設(shè)計手冊 下冊 第二版 1987 取大液壓缸內(nèi)缸壁直徑 液壓缸結(jié)構(gòu)較小，所以先將液壓缸按薄壁計算： 當時為薄壁，又因為（） 則Py=1.5P=22.5Mpa (3.2) 式中： F--液壓缸的負載力； --材料許用應力（45）； --活塞桿材料的抗拉強度（）； n--安全系數(shù)，n=5。 (3.3) 則 ，所以液壓缸內(nèi)壁為薄壁 按國際標準取標準值 3.2.2 活塞桿直徑d的計算與校核 一般情況下，活塞桿直徑d為液壓缸內(nèi)徑的2/3左右，暫定： 對活塞桿直徑d的校核： (3.4) 滿足要求。 按國際標準取標準值 活塞桿直徑 3.2.3 工進時液壓缸的流量 (3.5) 式中： v--活塞工進速度 ； A--內(nèi)缸橫截面面積。 所以 3.2.4 油箱容積計算 經(jīng)上文分析得知，叉車的提升高度是，空出安全余量，設(shè)計液壓缸的提升高度為，則內(nèi)缸的高度h為，所以需把活塞桿完全升到液壓缸的頂部需要的液壓油的體積為： （3.6） （3.7） 則 （3.8） 所以取油箱直徑為71mm。 油箱壁厚不宜選取過大，以免裝置結(jié)構(gòu)龐大，但也不能過小影響工作，所以取油箱壁厚5mm。 3.2.5 小液壓缸計算 由上文可知，大液壓缸的內(nèi)徑，設(shè)小液壓缸的內(nèi)徑為， 所以兩液壓缸的液壓比i： (3.9) 操作者操作液壓叉車時站立的位置是以人最舒服的位置設(shè)定，把手距地高度為，把手主體與液壓缸軸線的角度為15°，把手鉸接處距地高度為，把手主體長度為,把手與液壓泵的杠桿比為28。 設(shè)操作員使用大小為F的力去操作叉車，則經(jīng)過機械杠桿和液壓系統(tǒng)放大之后變?yōu)橐簤合到y(tǒng)的最大負載力，人操作叉車使用時最適合的力為，總放大比： (3.10) 由此算得。 按國際標準（）取標準值 （）機械設(shè)計手冊 下冊 第二版 取，小活塞桿直徑。 3.3 油路設(shè)計 上面對大液壓缸與液壓泵的相關(guān)參數(shù)分析后，還要設(shè)計出兩者的油路連接。而且設(shè)計方案還要確保進出油路的通暢以及油道的密封性。 油路設(shè)計如下圖3.3所示。油路外殼采用45鋼加工，加工方法是通過銑床加工出可拆開的油路殼體，使用螺栓來固定，并都是定位以后焊接固定在兩個油缸上，保確保了油路殼體的穩(wěn)定性與密封性［1］。 圖3.3 油路設(shè)計剖視圖 圖中：1.油箱 2.泄油杠桿 3.液壓泵 4.油路外殼 5、9.進油路/出油路單向閥鋼球 6、8.進油路/出油路單向閥彈簧 7.進油管道 10.泄油活塞 11.出油管道 12.出油螺栓 13.液壓缸活塞 4 傳動系統(tǒng)設(shè)計 4.1 傳動方案確定 在機械設(shè)計書中可以了解到傳動的形式一般為帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動。每一個傳動方案都有著不同的優(yōu)點與缺點。 （1）帶傳動的特點： 1）帶具有很好饒性，可以吸收運動件傳遞來的震動。 2）在傳動過載時，帶會在帶輪上發(fā)生打滑的現(xiàn)象，目的是為了保護傳動件。 3）帶與帶輪之間會發(fā)生一定的彈性滑動現(xiàn)象，不適合用在對傳動比嚴格的場合。 4）帶輪在安裝時會選擇對帶進行張緊來阻止帶與帶輪之間的彈性滑動，不過這樣對帶造成很大的張緊力，加快帶的磨損，減短帶的壽命。 結(jié)合以上帶傳動的優(yōu)缺點，得到帶傳動只適用于傳動功率較小的場合，不適合用在叉車這種對傳動功率比較大的場合。 （2）鏈傳動的特點： 1）鏈傳動是由鏈條和鏈輪組成，它們之間基本不會產(chǎn)生彈性變化，得到的傳動比也比較可靠，適合液壓叉車的要求； 2）因為鏈傳動能夠在高低溫等惡劣環(huán)境下工作，所以它的使用范圍也比較廣泛。 3）鏈傳動與帶傳動一樣，都能夠在中心距很長的場合使用，而且安裝簡單，維護也方便。 針對鏈傳動的特點，適用于對傳動功率要求較高不過對工作范圍要求不高的場合。 （3）齒輪傳動的特點： 1）和前兩者相比，齒輪傳動的傳動效率高達98%。 2）工作空間緊湊，外形尺寸較小，占用空間不大。 3）不過叉車的工作空間比較大，如果使用齒輪傳動，需要很多齒輪傳動組成才行，成本過大。 結(jié)合以上三種傳動方式的優(yōu)缺點，只有鏈傳動合適手動液壓叉車。 4.2 鏈傳動敘述 設(shè)計采用的鏈傳動由鏈條、鏈輪、鏈輪軸等組成。 鏈傳動布置方案如下圖4.1，4.2所示： 圖4.1 鏈傳動布置方案 圖4.2 鏈傳動設(shè)計圖 從上圖4.1，4.2中可以看出，鏈輪通過與軸承的過盈配合安裝在階梯狀的鏈輪軸兩端，軸承的軸向定位，內(nèi)側(cè)均依靠軸肩定位，外側(cè)使用彈性擋圈實現(xiàn)定位。 4.3 鏈條鏈輪設(shè)計 4.3.1 鏈輪設(shè)計 （1）鏈輪齒數(shù)確定 在操作手動液壓叉車時，液壓缸上升的同時帶動鏈輪上升，隨即拖動貨叉上升，然而在提升貨物的時候產(chǎn)生的載荷施加給鏈輪再傳遞給液壓缸［2］，因此鏈輪鏈齒的強度和剛度都應滿足要求，鏈輪齒數(shù)不應取過大，根據(jù)設(shè)計的需求暫取鏈輪齒數(shù)。 （2）鏈型號的確定 液壓叉車載重，鏈條總載荷，根據(jù)實際需求結(jié)合市面上常用鏈條型號，取鏈條型號為,鏈條極限拉伸載荷為q=31.1KN，為保證貨叉上升的穩(wěn)定性，在設(shè)計中使用兩排鏈條。 （3）鏈輪相關(guān)尺寸計算 由上文分析可知，叉車傳動鏈條采用牌號為的規(guī)格，查表得節(jié)距，滾子直徑。 鏈輪分度圓直徑： (4.1) 鏈輪在進行三維建模時，可以只畫一個齒的齒形，如下圖4.3所示，然后通過陣列得到鏈輪相關(guān)參數(shù)圖4.4。 圖4.3 鏈輪單個齒的齒形草圖 圖4.4鏈輪鏈齒的相關(guān)參數(shù)圖 對鏈輪的計算過程如下： 1）齒形部分 分度圓節(jié)距 (4.2) 齒頂圓直徑 (4.3) 齒根圓直徑 (4.4) 齒形半角 (4.5) 2）齒溝部分 齒溝圓弧半徑 (4.6) 齒溝半角 (4.7) 齒溝圓心到齒頂圓弧中心距離 (4.8) e點至齒溝圓弧中心連線的距離 (4.9) 3）工作段 工作段圓弧中心坐標 (4.10) 工作段圓弧半徑 (4.11) 工作段圓弧中心角 (4.12) 工作段圓弧弦長 (4.13) 工作段直線部分長度 (4.14) 4）齒頂部分 齒頂圓弧中心的坐標 (4.15) 齒頂圓弧半徑 (4.16) 5）其余部分 齒側(cè)凸緣，齒寬。 （4）鏈輪結(jié)構(gòu) 因為鏈輪的齒頂圓直徑，外形尺寸小巧，因此采用實心結(jié)構(gòu)去制作鏈輪，結(jié)構(gòu)如圖4.5所示： 圖4.5 鏈輪結(jié)構(gòu)圖 （5）鏈輪的熱處理 鏈輪采用45鋼制作，其齒數(shù)小于等于25，熱處理工藝采用先淬火后回火，將其硬度提升到?！? 4.3.2 鏈條設(shè)計 （1）鏈節(jié)數(shù)確定 由上文分析，鏈條的牌號為其基本尺寸如下：節(jié)距，滾子直徑。設(shè)計液壓叉車的提升高度為，設(shè)定鏈節(jié)數(shù)節(jié)。 （2）鏈條靜力學分析與強度校核 叉車正常工作時鏈條的運動速度，所傳遞的功率P為其所受載荷與速度的乘積，即，由于采用兩條鏈條，因此一根鏈條的負載，則。 鏈條運動速度,在此場合屬于低速運動，鏈條只有被拉斷的才會失效［14］，所以需要對鏈條進行靜力強度校核。 鏈條的靜強度安全系數(shù)S (4.17) 式中： --單排鏈的極限拉伸載荷； m -- 鏈條使用數(shù)量； --鏈條工作情況系數(shù)； F -- 鏈的工作拉力。 所選鏈的極限拉伸載荷；采用兩個鏈傳動，即；根據(jù)其工作情況，查表選??；鏈的工作拉力，則 (4.18) 滿足強度要求。 （3）驗證鏈條速度 (4.19) 在預先設(shè)計的范圍內(nèi)。 （4）確定鏈條的潤滑方式 使用人工定期涂抹潤滑脂的方式進行潤滑。 4.3.3 鏈輪軸的設(shè)計校核 （1）由鏈條的載荷計算鏈條對鏈輪施加的載荷F` F` 圖4.6 鏈輪軸結(jié)構(gòu)圖 鏈輪承受到的載荷傳遞給液壓缸活塞，材料要求不是很高，使用45鋼來加工就行，再經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理來增加硬度。查閱機械設(shè)計手冊得45鋼的疲勞強度極限，許用應力[]=200。 根據(jù)鏈輪施加給鏈輪軸的扭轉(zhuǎn)力初步估算兩側(cè)安裝軸的直徑。 由公式，得，P代表鏈輪軸傳遞的功率， (4.20) 式中：n代表鏈輪轉(zhuǎn)速。 查表得，所以 (4.21) 按照機械手冊取標準軸徑d=25mm。 鏈輪軸的結(jié)構(gòu)剖視圖如圖4.6所示。 （2）計算彎曲強度校核鏈輪軸直徑 鏈輪軸的受力分析如（圖4.7所示） 圖4.7輪軸受力分析草圖 受力分析得： 根據(jù)材料力學計算彎曲當量的公式 設(shè)之間距離為x（如圖4.8所示） 圖 4.8受力分析圖 (4.22) 因為扭矩M的方向為逆時針，數(shù)學符號為負號 所以， (4.23) 因為x是在和之間任意取值。 所以x的取值范圍為。 因為鏈輪軸x段是階梯軸，軸的直徑不相等， 所以當時，可能會存在危險截面 ∴ 當時， ∴ 在和之間任取一段長度為Y的軸進行分析（如圖4.9所示） 圖4.9受力分析圖 數(shù)學推導得 ， N , (4.24) 因為Y是在之間任取的一段長度，所以Y的取值范圍為 所以當Y取最大時， 4.4 鏈輪軸承選擇 4.4.1 計算軸承的的載荷 依據(jù)以上計算得知，鏈輪與鏈輪軸的聯(lián)合方式采用軸承連接，為確保運動的平穩(wěn)性，在鏈輪里面布置左右對稱的兩個軸承。 在明確軸承型號以前，需先計算軸承所受的當量載荷，因為這是一對軸承受到的鏈輪傳來的載荷，所以單個軸承受到的載荷數(shù)值為。 查看軸承設(shè)計手冊知道，軸承的當量動載荷，在沒有確定軸承具體型號前無法知道軸承的徑向系數(shù)x和軸向系數(shù)y，因此根據(jù)值去確定，而cor代表額定靜載荷也是未知的，因此只能先暫時取值，等到計算結(jié)束后在校核。 取 則，，，。 即軸承在載荷的作用下，壽命相當于在純徑向載荷作用下所擁有的壽命。 （1）計算徑向基本額定靜載荷 計算軸承需要的徑向基本額定靜載荷 由式 (4.27) 式中：，，。 所以 （2）確定軸承型號 查表選型軸承其 所以軸承的與假定選取值接近，該軸承在此處選取合適。軸承內(nèi)徑25mm，外徑47mm，厚度為12mm。 4.4.2 軸承潤滑方式 通過潤滑的方法可以減輕鏈輪與軸承、軸承與鏈輪軸之間的磨損，減小了零件之間的摩擦阻力，提高鏈條鏈輪的傳動效率，提高它的使用壽命，確保液壓系統(tǒng)能正常使用；還能起到冷卻、防銹、降噪的作用。 根據(jù)手動液壓叉車鏈傳動的實際工作情況選擇潤滑方法，由于鏈傳動的工作速度不快，對環(huán)境沒什么要求，所以液壓叉車可以使用手動潤滑的方法，定期對所需潤滑部位進行涂抹潤滑脂，可提高手動液壓叉車有關(guān)鍵零部件的使用壽命。 5 叉車結(jié)構(gòu)設(shè)計 5.1 門架設(shè)計 5.1.1 門架簡介 叉車的門架是叉車裝載所有部件的基礎(chǔ)載體，并且也是裝載貨物時載荷的最終載體。 門架分為兩種類型的門架：第一種叫一級門架，是指叉車的外門架為不可伸縮的矩形框架，框架一般是有槽鋼作為兩側(cè)縱梁為主體進行焊接，貨叉系統(tǒng)的提升依靠鏈條帶動貨叉整體，然后由安裝在縱梁槽內(nèi)的滾輪進行上下移動［6］。這種門架構(gòu)造簡單，安裝方便，成本也比較低，是小型物流公司的首選。 第二種叫二級門架，是指由內(nèi)門架和外門架兩部分組成的叉車門架，通過油缸的升降來帶動自身帶有滾輪的內(nèi)門架在外門架的滑動槽內(nèi)實現(xiàn)上下移動。貨叉安裝在內(nèi)門架上隨著上下移動。這種門架結(jié)構(gòu)雖然復雜但是承載能力很大，主要用在電驅(qū)動或者內(nèi)燃機驅(qū)動的叉車上，因起升高度比較高，還在外門架設(shè)置了傾斜油缸用來后傾門架，防止在起升貨物時整體重心前傾導致叉車跟著前傾［7］。 根據(jù)設(shè)計要求，手動液壓叉車的門架系統(tǒng)采用一級門架系統(tǒng)，如圖5.1所示。 圖5.1 液壓叉車門架系統(tǒng) 圖中：1--上橫梁 2--立柱縱梁 3--后輪架 4--前叉腿 5--中橫梁 6--底橫梁 5.1.2 門架材料及尺寸選取 (1) 立柱：10號槽鋼，，長度； 圖5.2 10號槽鋼尺寸圖 （2）上橫梁：號槽鋼，； （3）中橫梁：鋼，； （4）下橫梁：號槽鋼，，長度； （5）前叉腿：方管，，，壁厚。 5.2 貨叉設(shè)計 5.2.1 貨叉的簡介 貨叉是叉車上最基礎(chǔ)的也是最重要的零件，貨物通過貨叉被叉運到別的位置，貨物的重量直接壓在貨叉上［5］。貨叉的形狀是由水平段和豎直段兩部分組成，外型似L型狀。 圖5.3 貨板外形尺寸圖 依照擺放貨物的貨板形狀大?。▓D5.3），，能夠知道貨叉能夠移動的距離是以叉車中軸線的左右，貨叉水平段尺寸L最少大于，豎直段的尺寸H應至少大于，貨叉的外形圖如圖所示。 圖5.4 貨叉結(jié)構(gòu)圖 貨叉是用材質(zhì)的材料來加工，它的形狀制成水平段和豎直段，在貨叉的豎直兩頭都焊有一個掛鉤，尺寸與擋貨架上的溝槽正好對應，它的作用就是讓貨叉跟擋貨架的安裝調(diào)節(jié)簡單［7］。掛鉤的材質(zhì)是鋼。掛鉤焊接好后對貨叉進行打磨處理，接著給它進行熱處理加工，使硬度達到［12］，隨后再涂上防銹漆和表面漆。 5.2.2 貨叉強度校核 （1）貨叉的承重量大小跟貨叉材料的截面大小、貨物重量中心點的位置到豎直段的距離（簡稱載荷中心距）這兩個有關(guān)，從叉車的有關(guān)數(shù)據(jù)得知叉車載重量為，計算的載荷載荷中心距，叉車材料的截面尺寸為，貨叉長度，豎直高度，貨叉材料的屈服強度。 圖5.5 貨叉受力分析圖 對貨叉受到集中載荷G的受力圖（5.5）能夠知道，貨叉受力的危險截面處于貨叉下面鉸接點上部的豎直段，危險截面的最大應力為： (5.1) 式中： P--單個貨叉的實際載荷； 　 　--載荷中心距； 　　--抗彎截面模量，； 　 　A--貨叉垂直段截面積，A=d×b； 　　--40鋼許用應力。 （2）單個貨叉的計算載荷 (5.2) 式中： G--代表叉車的最大載貨質(zhì)量，； --動載荷系數(shù)，； --偏載荷系數(shù)，。 所以 （3）安全系數(shù)n的確定 安全系數(shù)n與貨叉的材料選取、動載荷系數(shù)、偏載荷系數(shù)的大小有關(guān)，因為影響叉車的載荷計算純在很多因數(shù)，從而能得出的載荷P和現(xiàn)實的差距很大，因此得把安全系數(shù)n的值取的盡量大點，一般n≥1.5，在此取n=1.8。 （4）許用應力的計算 由上文分析得： (5.3) （5）強度校核 (5.4) 因此貨叉的強度能夠使用。 5.2.3 貨叉的剛度校核 從材料力學知識方面能夠知道，剛體的剛度校核通常都是計算剛體一頭的靜撓度的大小，一般來講就是剛體一端在承受到力后的形變大?。?］。使用在叉車貨叉上能對貨叉頭部計算靜撓度。 叉尖靜撓度的計算公式為 (5.5) 式中： E--40的剛彈性模量； I--貨叉的截面慣性矩，根據(jù)尾端都是等截面計算，。 (5.6) 通常剛體的許用撓度為 (5.7) 所以貨叉的許用撓度為 所以，貨叉的剛度也滿足使用要求。 結(jié) 論 本論文設(shè)計分析了當前液壓叉車的使用特點及應用領(lǐng)域，了解到液壓系統(tǒng)對叉車的重要性,它決定了叉車的承載性能。對叉車的動力系統(tǒng)設(shè)計過程中采用了活塞式液壓缸系統(tǒng)，又因液壓叉車的體積小，所以將油箱和大液壓缸集成在一起，同時采用單向閥控制油的走向。液壓系統(tǒng)大致分為三個階段：第一個階段是液壓缸的分析；第二階段先對液壓缸內(nèi)缸壁直徑、活塞桿直徑進行計算和校核，之后計算共進時液壓缸的流量、油箱容積與液壓泵；第三階段是油管的鋪設(shè)。 對傳動部分的設(shè)計主要分為四部分，第一部分是明確傳動方案，分別對帶傳動、鏈傳動以及齒輪傳動的特點進行分析，最后確定了使用鏈傳動。第二部分是鏈傳動的詳細敘述。第三部分是鏈輪鏈條的設(shè)計以及鏈輪軸的校核。第四部分是對鏈輪軸承的選擇。 雖然對液壓叉車的設(shè)計提高了貨叉的起升高度以及載貨量，對叉車的質(zhì)量安全也有所提升，但是在一些方面也體現(xiàn)了不足，例如叉車將貨物運輸?shù)街付ㄎ恢煤螅绾胃奖憧旖莸男敦?，是否可以增加前推裝置輔助人工卸貨，需要日后進一步完善。 鑒于研究能力有限，液壓叉車的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和等一些關(guān)鍵性因素還有待進一步提升。未來希望可以更好的學習有關(guān)的知識，將液壓叉車與智能化控制方向結(jié)合，使液壓叉車朝著更好的方向邁進一步。 31 參考文獻 [1] 樊薇，曾美華.液壓與氣動技術(shù)[M].北京:人民郵電出版社，2011. 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Review of Dynamic Modeling and Simulation of Large Scale Belt Conveyor System[J].2013. 致 謝 不積跬步無以至千里，本課程設(shè)計能夠順利完成，得益于指導老師姜娟老師，本論文是在姜老師悉心的指導下完成的，姜老師擁有豐富的學術(shù)經(jīng)驗和嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，在課程設(shè)計題目制定時，她首先肯定了我的研究課題，同時給了極大的勇氣，幫我具體的分析利弊使我最終選取液壓叉車設(shè)計這個課題，使我在研究時有了具體方向。當論文開題后時，具體的設(shè)計不是很清楚，在老師的幫助下，我的設(shè)計有了明確的方向，初稿完成后，老師仔細檢查了我的寫作并指出了我的問題，為接下來的改進提供了方向，在此十分感謝老師的細心指導，才能讓我順利完成畢業(yè)論文的寫作，其次，感謝機電工程學院的全體領(lǐng)導和老師，在他們認真的教導下，我學到了很多專業(yè)性知識，掌握了扎實的專業(yè)技能，為論文的寫作奠定了堅實的基礎(chǔ)。 當然，除了指導老師還要感謝我身邊的朋友，我在繪圖軟件運用方面并不是很熟練，特意請教他們手把手教我，感謝參與本論文的批閱，和對本論文提出寶貴意見的老師和領(lǐng)導。